S10竞猜-科学家用3D打印开发出完美吸收低频声波的结构

本文摘要:日前,法国国家科学研究中心(CNRS )和洛林大学(UniversityofLorraine )的研究者最近开发出了一种设计,用于在光盘一起的声学超强界面材料非常低的频率范围内构建声波的极高吸收。

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日前,法国国家科学研究中心(CNRS )和洛林大学(UniversityofLorraine )的研究者最近开发出了一种设计,用于在光盘一起的声学超强界面材料非常低的频率范围内构建声波的极高吸收。这项研究成果已经公开在《AppliedPhysicsLetters》杂志上。科学家们指出,用于3D打印机技术,目前影响声波吸收的一些障碍最终无法解决,但这一成果将在其他方面得到普遍应用。CNRS首席科学家BadreddineAssouar说,这种设计的主要优点是我们吸收器深亚波长的厚度。

这意味着它可以支持非常低的频率,也就是很长的波长,是一个尺寸很小的结构。人们理解声波吸引系统的主要原理是把声波的能力转换成热能。迄今为止制作这个系统最罕见的方法是把有洞的板放在明确的对象面前做空气袋。但是,这项技术带来的问题是它的尺寸。

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但是,这个过程之后的问题就是它的大小。Assouar和他的团队为以前的研究成果开发了螺旋地下通道系统解决了问题。对于深亚波长的终极吸声器,在线性力学系统中摩擦电力与线性弹性变形能成比例,因此总是具有挑战性。

研究者在其论文中说,为了加强一贯的力学系统,最直观最罕见的方法是减少能量密度,例如引入共振结构。我们的想法是将卷绕空间的概念扩展到这个能带孔系统,从而大幅减少系统的厚度,成为具有深亚波长厚度的终极吸收器。

如果这个技术能很好地构筑,对音响设备、应用、甚至整个音响领域不会有很大的影响。实际上,研究者进行的主要是将声波转到通过穿孔板的中心孔卷绕的空气的地下通道中。

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在这个过程中,声波的波长不减少,声速低,声波光线指数高。重要的是,可以利用这种技术制作很多厚的吸收器。那个缠绕的空洞和声阻抗,最后声波的能量不会被整个空洞吸收。通过解决问题的艰巨挑战,我们设计的基于超强界面材料的极其明亮的吸收器有了非常光明的应用前景,开辟了与设备生产有关的道路。

研究者在论文中说,优化的斜箭头的极高吸收也可以构筑,因为超强界面材料的几何形状接近动作波长,所以证明了电阻分析的正确性。我们明确提出的结构也容易用3D打印机技术生产,体积小,结构平稳,还具备高效性。

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